Что такое почвенная вода

Почвенные воды

Почвенные воды, как уже было указа­но, представляют воды, залегающие у дневной поверхно­сти. Они не имеют непосредственно под собой водоупорного ложа и в этом отношении являются как бы водами под­вешенными. Наличие подобных вод можно представить себе следующим образом. На какой-нибудь поверхности в течение года выпало некоторое количество осадков, например 536 мм (Москва). Часть этих осадков испарилась, другая стекла по неровностям рельефа и третья (допустим, около 25%, т. е. 134 мм) просочилась в землю. Если при­нять пористость сухой земли в данном месте равной около 30%, то просочившаяся вода смочит землю на глубину не более 60 см и дальше вглубь в жидком состоянии не продвинется в силу влагоемкости земли. Таким образом эта вода окажется как бы во взвешенном состоянии в порах породы и будет существовать до тех пор, пока вследствие испарения, транспирации или передвижения вглубь в паро­образном состоянии она не иссякнет. Гравитационная вода здесь бывает нормально только в периоды избыточного увлажнения: в периоды снеготаяния, обложных дождей, разливов рек в поймах и пр.

Иногда почвенные воды определяют как воды, залегаю­щие в той части почвы, которая занята корневыми система­ми травянистых и кустарниковых растений, или же как воды, приуроченные к зоне зимнего промерзания. И то и другое определение не вполне удовлетворительно, особен­но второе. При продвижении с севера на юг мы попадаем в область, где промерзание отсутствует, и, таким образом, в этих областях как будто бы невозможно наличие почвен­ных вод, тогда как на самом деле они там фактически существуют.

Почвенные воды отличаются сезонным характером (чрезвычайно резко зависят от гидрометеорологических фак­торов), резкими колебаниями их температуры (зимой они могут замерзать, а летом нагреваться до температуры свыше 50° С), обогащенностью микроорганизмами и органи­ческими веществами (гумус). Почвенный слой богат всякого рода бактериями, в том числе болезнетворными. Эти же бак­терии характерны и для почвенных вод. Поэтому почвенные воды непригодны для технического использования и питья, хотя в условиях избыточного увлажнения они пресные.

Следует заметить, что микроорганизмы далеко вглубь из почвенного слоя проникнуть не могут; обычно на глуби­не 5—10 м их уже не бывает. Почвенный слой с его микро- органическим населением является хорошим обеззаражива­ющим фильтром, в котором гибнут болезнетворные бакте­рии, попадающие в почву с нечистотами; почвенные цито­фаги уничтожают целый ряд заразных бактерий, такие как тифозные, холерные и др.

Иногда к почвенным водам относят скопления льда, наблюдаемые в пещерах, хотя это и неверно. Лед в пеще­рах, в отличие от вековой мерзлоты, может существовать в течение всего года в местностях с годовой температу­рой выше нуля, и даже в теплое лето, если зимой темпера­тура в этой местности опускается ниже нуля и пещеры представляют полости, направляющиеся в глубь земли. При этих условиях холодный воздух переохлаждает зимой стенки пещер, а благодаря уклону вглубь летом согревание этих пещер очень затруднительно. Попадающие в пещеры внешние воды замерзают там и в зависимости от размеров и глубины пещер могут продержаться очень долго. Пеще­ры, направляющиеся в глубь материка горизонтальными ходами, или ходами, поднимающимися кверху, непригодны для накопления в них льда. Как пример ледяных пещер в местностях с годовой температурой выше 0 , можно при­вести пещеры Крыма и окрестности г. Куйбышев.

Так как почвенные воды более всего интересуют агроно­мов и почвоведов, как один из важнейших факторов разви­тия растительного покрова, то по существу только в почвен­ной и агрономической литературе мы и встречаем более или менее полные сведения о жизни и характере этих вод. В некоторых случаях, когда почвенные воды имеют постоянный характер и вызывают заболачивание, они при­влекают внимание гидрогеологов, гидротехников и мелио­раторов.

Схема соотношений почвенных и грунтовых вод

В почвенной литературе можно нередко встретить тер­мин «почвенно-грунтовые воды». Этот термин употребляет­ся в случае слияния почвенных и грунтовых вод в единый водоносный горизонт. Подобное явление имеет место тогда, когда:

1. вследствие избыточного питания мощность гори­зонта почвенных вод нарастает, в результате последние заполняют пояс аэрации или мертвый горизонт и приходят в контакт с грунтовыми водами. Это наблюдается, напри­мер, в орошаемых районах в сезоны усиленных поливов или в областях близкого к поверхности земли залегания грунтовых вод в сезоны снеготаяния и избыточных атмо­сферных осадков. При этом наблюдается движение пресных поливных или атмосферных вод вглубь и соответственное опреснение грунтовых вод, если они были солоноватыми или солеными;
2. вследствие нарастания мощности грунто­вых вод, например, при подтоке из области питания, рас­положенной в стороне от места наблюдания, и приближе­ния зеркала грунтовых вод к поверхности земли. При этом свойства грунтовых вод передаются почвенным водам. Последние могут осолониться, если минерализация грунто­вых вод велика.

В орошаемых районах нередко наблюдается повышение уровня грунтовых вод, залегавших до орошения на значи­тельных глубинах. Если породы, содержащие грунтовые воды, очень мелкоземисты, то капиллярный подъем разви­вается в них на высоту 2 м и более. При неучете этого обстоятельства орошение полей ведет к более или менее быстрому подъему грунтовых вод в зависимости от того, как производится орошение. Рассчитать потребное количе­ство воды для орошения таким образом, чтобы вся полив­ная вода была израсходована на транспирацию растениями и на испарение из увлажненного слоя почвы, почти невоз­можно. Трудно заранее предугадать, какой будет ход климатических условий и влияние этих условий на естест­венное увлажнение и иссушение почвы. Поэтому для орошения полей вода подается с некоторым избытком, который и идет на питание грунтовых вод. Уровень послед­них постепенно, из года в год, нарастает, а его капил­лярная кайма постепенно приближается к почве. Если грунтовые воды солоноваты или соленые и если толща горной породы, лежащей под слоем в той или иной мере осолонена, то капиллярные струйки также осолоняются. Достигнув почвы, а иногда и поверхности земли, капил­лярные воды испаряются, а принесенные ими соли отла­гаются как в самой почве, так, иногда, и на ее поверхно­сти. Происходит так называемое вторичное засоление почвы.

При капиллярном перемещении к поверхности земли солоноватых или соленых вод наблюдается и некоторое изменение раствора грунтовых вод; в капиллярах хлори­стые соединения передвигаются быстрее, а углекислые медленнее, поэтому, в конечном итоге, состав воды в капил­лярах, приблизившейся к почве в результате подъема уров­ня грунтовых вод, подпитанного оросительными пресными водами, отличается от состава собственно грунтовых вод. Эти своеобразные последствия орошения почв в засушли­вых областях требуют внимательного изучения гидро­геологических условий в районах подлежащих орошению земель. Основная задача исследования — предотвращение возможности вредных последствий орошения. Вопросами этого порядка занимается мелиоративная гидрогеология.

Следует различать вторичное засоление, наблюдающее­ся в результате подъема грунтовых вод при орошении, от природного засоления почв (осоление почв, образование солонцов, солончаков и пр.) вне зависимости от искус­ственного орошения. В некоторых областях, например на равнинах, прилегающих к Аральскому и Каспийскому морям, существуют подземные воды, образующие напор­ные водоносные горизонты. Водоупорные кровли этих водо­носных горизонтов недостаточно плотны и напорная вода, хотя и очень медленно, все же просачивается сквозь водо­упорные кровли и питает грунтовые воды. В данном случае наблюдается питание грунтовых вод не только за счет атмосферных осадков, но и за счет напорных вод глубоких водоносных горизонтов.

Грунтовые воды, поднимаясь по капиллярам до по­верхности земли, постепенно отдают растворенные в них вещества почве. В результате этого «векового» процесса происходит первичное засоление почв. В возникающих подобным образом солончаках можно наблюдать самые разнообразные минеральные образования — сульфатные, хлоридные, содовые и т. п. Наличие таких солончаков может служить поисковым признаком для обнаружения глубокозалегающих напорных (артезианских) водоносных горизонтов.

Вопросы осушения — это вопросы, касающиеся удале­ния избыточных почвенных и грунтовых вод. Изучение процессов заболачивания и режима вод заболоченных пространств представляет один из наиболее важных момен­тов при изучении почвенных вод, вернее комплекса почвен­но-грунтовых вод в районах избыточного увлажнения.

В почвенной литературе встречаются указания на суще­ствование «внутрипочвенного стока». Считают, что на поло­гих склонах дождевая и талая вода, насыщая почву, не просачивается вглубь, а стекает по внутрипочвенным слоям вдоль поверхности склона в сторону речной долины. Для подтверждения этой мысли приводятся данные опытных исследований. Анализ этих данных, произведенный Б. И. Куделиным, показал их несостоятельность. Сама идея внутрипочвенного стока противоречит законам гидродинамики, по которым капельно­жидкая вода, подчиняясь силе тяжести, просачивается вглубь до водоупорного пласта, по поверхности которого и могла бы стечь в сторону уклона этой поверхности.

Если в почве наблюдаются менее водопроницаемые прослои, например иллювиальный горизонт, то в моменты усиленного питания (снеготаяние и пр.) на этом горизонте может скопиться гравитационная (капильно-жидкая) вода как временный водоносный горизонт типа «верховодки». При наличии избыточного увлажнения и равнинном релье­фе здесь образуется болото.

Различают два основных типа болот — водораздельные и долинные.

Водораздельные болота возникают на более или менее равнинных междуречных пространствах, сложенных трудно-проницаемыми породами, и питаются за счет атмосферных осадков в областях избыточного и неустойчивого увлажне­ния. Так как здесь наблюдается постоянное вмывание растворимых солей в более глубокие горизонты, а питаю­щая болота вода почти совершенно лишена минеральных примесей, то в этих болотах развивается растительность с малозольным скелетом; образующиеся в таких болотах торфяники также малозольны и значительно калорийны. Это преимущественно моховые (например, сфагновые) болота.

Долинные болота залегают в пределах речных долин или вдоль водоемов (озер, прудов и пр.), питаются либо за счет более или менее минерализованных вод водоемов, либо за счет выклинивающихся подземных вод, которые также обычно значительно минерализованы; развивающие­ся здесь торфяники обладают значительной зольностью.

Заболачивание иногда наблюдается в области развития песчаных пространств, хотя, казалось бы, здесь вся избы­точная часть воды могла бы свободно фильтроваться вглубь. В результате передвижения почвенных растворов из верх­ней части почвы вглубь выносятся гумусовые соединения; встречая ниже (на глубине 1—2 м) полуторные окислы железа и алюминия, они образуют с ними нерастворимые железисто-гумусовые соли. Последние отлагаются вокруг песчинок, цементируют их, образуя вначале ортзанды, которые в дальнейшем сливаются в сплошные водоупор­ные плиты — ортштейны. Ортштейны не дают возможности напитывающей пески воде проникать далее вглубь, вслед­ствие чего и происходит заболачивание. Только раздробив ортштейны, можно восстановить фильтрацию вглубь избы­точной воды и вызвать осушение местности.

Источник

Почвенные воды*

I. Происхождение П. вод — вопрос до сих пор темный, несмотря на то, что им занимались очень многие исследователи со времен глубочайшей древности (Фалес, Аристотель, Лукреций, Сенека, Декарт и мн. др.). Воззрения древних и средневековых исследователей можно свести к двум главным. По одному (меньшинств.) — происхождение подземных вод, ключей, рек и т. п. приписывалось атмосферным осадкам и их просачиванию; по другому, более распространенному мнению, представителем которого является Сенека, подземные, а частью и поверхностные воды считались результатом деятельности сил внутренних, вулканических. Благодаря этим силам, по Сенеке, вода циркулирует в земле по особым ходам, как кровь по нашим жилам; периодичность некоторых источников и речных половодий он сравнивал с периодичностью таких болезней, как лихорадка, подагра, менструации и т. п. Взгляды Сенеки господствовали до XVII стол. С развитием научной мысли они заменяются теорией просачивания, которая была научно обоснована впервые Мариоттом, а затем Дальтоном, Гагеном и др. По этой теории, часть атмосферных осадков испаряется с поверхности, другая стекает в реки и моря, а третья (по Делессу около 50%) просачивается вглубь, образуя здесь водоносные горизонты, бассейны и проч. Эти подземные воды, в свою очередь, выходить наружу в виде источников, ключей и т. п. Таким образом, в природе совершается постоянный круговорот воды.

Это представление является господствующим до семидесятых годов текущего столетия, когда Фольгер и Новак, почти одновременно, воскресили старые теории Сенеки и Декарта, дав им научное основание. Фольгер (1877) утверждал, что ни одна капля дождевой воды не может просочиться глубоко в землю; никакой самый сильный дождь не в состоянии промочить на значительную глубину никакой, даже песчаной, почвы; вода проникает в грунт лишь в парообразном состоянии, конденсируясь здесь в жидкость под влиянием температурных и других условий. По теории Фольгера, круговорот воды совершается в следующем порядке.

Новак (1878), опираясь на теорию Фольгера, развил свою теллурическую , чрезвычайно близкую к декартовской. По его мнению, из морей и других крупных бассейнов вода по трещинам проникает в недра, откуда, под влиянием температуры, подымается в парообразном виде вверх. В подтверждение этого, он указывает на некоторые источники на самих верширах гор, каковы, напр., Hexenbrunnen на Броккене, Ochsenkopf на Фихтельгебирге, источники Синая, Арарата и др.; он предполагает, что моря Каспийское и Мертвое, испаряющие (по его вычислениям) воды меньше, чем они получают, должны избыток отдавать глубоким горизонтам земной коры. Теория Фольгера встретила противников (Ганн, Вольни) и сторонников; число последних заметно растет. Исследования Мора, Зонтага, Ярца и др. над просачиванием воды сквозь различные горные породы говорят в пользу теории Фольгера. У нас, в России, заслуживают внимания наблюдения и опыты Близнина (1887—93) и Головкинского (1895; наблюдения над влажностью почв и опыты, с П. лизиметрами). Кроме того, существует немало установленных фактов, которые стоят, по-видимому, в противоречии с теорией просачивания. 1) Почти всеми исследователями влажности почв констатирован на известной глубине (1 — 3 метра) так наз. мертвый горизонт , т. е. слой грунта почти предельно сухой в течение круглого года; он наблюдался в подпочвах не только глинистых и суглинистых (Измаильский, Высоцкий, Близнин), но и в песчаных (Любославский). 2) Отсутствие прямой связи между осадками и колебанием уровня П. вод. 3) Весьма часто констатировались грунтовые воды в породах глинистых, водонепроницаемых. 4) Чрезвычайно резкий и быстрый (в один — два дня) подъем уровня П. вод весной. 5) Существование грунтовых вод, часто довольно обильных и на незначительной глубине, в знойных, сухих пустынях. 6) Химический состав П. вод, зависящий обыкновенно от состава водоносной горной породы, а не вышележащих. 7) Часто наблюдавшаяся прямая зависимость колебания грунтовых вод от геотермических условий, влажности и давления воздуха. Это и мног. др., заставляет нас признать теорию Фольгера вероятной.

II. Режим грунтовых вод. Во всяком случае, каково бы ни было происхождение грунтовых вод, в их жизни играют важную роль почти все физико-географические условия данной местности, каковы климат, геологическое строение, рельеф, растения, животные и пр.

Климатические факторы. Атмосферные осадки обыкновенно прямо не влияют на колебание уровня грунтовых вод. Как показывают почти все наблюдения, несмотря на то что летом выпадает maximum осадков, уровень грунтовых вод идет неуклонно к mininium’у. По данным берлинской метеорологической станции, за 15 лет, наблюдалось полное несоответствие в ритмах колебаний тех и других (см. фиг. 1).

Фиг. 1. Диаграмма колебаний осадков и грунтовых вод на метеоролог. станции в Берлине (средн. за 15 лет). Ос . — осадки; Гр. в . — грунтовые воды.

Подобные же кривые дают наблюдения в Бремене, Франкфурте на Майне, Брюнне (Сойка) и большинстве наших метеорологических станций. Ни один самый сильный ливень не в состоянии промочить почву глужбе, чем на 1 метр. Большая связь между осадками и П. водами замечается в местностях с большим количеством первых, с неглубоким залеганием вторых и с рыхлым грунтом; таковы, напр., по данным Сойки, Мюнхен и Зальцбург, где, впрочем, все-таки нет полного соответствия в ритме колебаний осадков и грунтовых вод. Подъем уровня грунтовых вод достигает наибольшей величины весной, притом часто чрезвычайно быстро, резким скачком, и приурочивается, по-видимому, ко времени стаивания ледяной коры, прикрывающей почву. Так, по наблюдениям Алтухова и Фейгина, ключи окрестностей Петербурга с 9 по 20 апреля 1895 г. увеличили приток своей воды в 3—10 раз, достигли maximum’a и затем постепенно стали ослабевать:

Напор воды, в саж.

Суточный расход, в ведрах. 21 февраля

5203 22 февраля

3723 23 февраля

Подобное же явление наблюдалось на участках степной экспедиции проф. Докучаева (Адамов), в окрестностях Москвы и мн. др. местах. Проф. Фадеев приписывает это явление быстрому опусканию из верхних промерзших горизонтов почвы талой воды (снеговая вода, по многочисленным наблюдениям, впрочем, мало утилизируется почвой, так как большая часть ее стекает). Гораздо вероятнее перемещение вглубь водяных паров благодаря резкой разнице в температуре поверхностных и глубоких горизонтов грунта. Прямые исследования по вопросу о соотношении между температурой почвы и жизнью грунтовых вод принадлежат только Кингу в Висконсине. Он доказал тесную связь между суточным ходом температуры почвы и колебанием грунтовых вод. Однако, в этом вопросе имеют значение и некоторые косвенные данные, каковы, напр., наблюдения и опыты Близнина над влажностью елисаветградской почвы до глубины 1,5 метра. По этим наблюдениям, кривые колебаний температуры и влажности весьма сходны и только идут в обратном порядке, что приводит исследователя к заключению о передвижении влаги в парообразном состоянии. Проф. Сойка приписывает чрезвычайную роль влажности воздуха в жизни П. вод. Он показал, что для большинства пунктов средней Европы ритмы годичных колебаний уровня грунтовых вод и так наз. «недостатка насыщения» воздуха влогой (S ä ttigungsdeficit) весьма сходны; иногда maximum последнего несколько отстает от maximum’a высоты грунтовых вод (Берлин), иногда — опережает (Зальцбург), обыкновенно же совпадает. Приводимая диаграмма (фиг. 2) показывает соотношение между ними, по наблюдениям в Мюнхене.

Фиг. 2. Диаграмма колебаний влажности воздуха и грунт. вод в Мюнхене Нед. нас — недостаток насыщения; Гр . в . — грунтовые воды.

По недавннм исследованиям Ланглея, Мартини, Кинга и др., наблюдается влияние атмосферного давления на грунтовые воды, причем влияние быстрых барометрических колебаний резче, чем медленных: во время бурь движение уровня воды в колодцах бывает очень значительным. Подобное же наблюдение было сделано и при изучении мытыщинских (под Москвой) грунтовых вод; падение барометра сопровождалось повышением их уровня.

Геологическое строение , по общепринятому воззрению, является первенствующим фактором в происхождении и жизни грунтовых вод: оно обусловливает глубину их залегания, водоносность, характер минерализации и движение. Необходимые условия для образования постоянного водоносного горизонта — рыхлость, пористость или трещиноватость (водопроницаемость) поверхностной горной породы и залегание ее на породе водонепроницаемой (глины, песчаники и пр.). Последняя образует ложе, на котором грунтовая вода покоится (при горизонтальности породы) или движется в сторону его наклона, до наступления известного равновесия. Чрезвычайно резкий пример влияния геологического строения приводитпроф. Гааз. В одном пункте вост. Шлезвиг-Гольштейна под песчаным слоем залегают плотные валунные мергеля, поверхность которых чрезвычайно неровна. Благодаря последнему обстоятельству, грунтовые воды на коротком расстоянии образовали несколько обособленных горизонтов, как это видно на фиг. 3.

Aиг. 3. Грунтовые воды в восточном Шлезвиг-Гольштейне (по Гаазу). А , B , С , D , E , F , G — буровые скважины.

При гидрологических изысканиях для каких-нибудь практических целей, обыкновенно наиболее тщательному изучению подвергается геология местности, в особенности рельеф водонепроницаемого ложа. Однако, по новейшим исследованиям, роль геологии должна быть несколько ограничена. Многократно констатировались грунтовые воды в плотных глинах, т. е. водонепроницаемых (в губ. Воронежской, Херсонской и др.). Исследования Алтухова и Фейгина показали, что в окрестностях СПб. главный водоносный горизонт залегает в плотных известняках, с проблематической трещиноватостью, тогда как вышележащие ярусы гравия и песков оставались сухими или же слабо насыщенными водой и т. п. Движение подземных вод, которое многими приравнивается движению вод поверхностных, определялось двумя способами. Bo-первых, в каком-либо пункте в скважину или колодец вводилось некоторое количество растворимых солей и затем наблюдалось направление и скорость их распространения (Тим, Славянский и др.). Второй способ состоит в попеременной откачке воды из буровых скважин, расположенных в известном порядке (Алтухов и Фейгин и др.). Циркуляция воды в горизонтальном направлении является чрезвычайно слабой, особенно в породах мелкоземистых. В Воронежской губ. имеются два колодца, расположенные почти рядом, из которых. один содержит воду пресную, а другой минерализованную. Движение совершается, большей частью, по направлению к долинам (по линиям депрессии) и не всегда совпадает с направлением уклона водоудерживающей породы. По данным Алтухова и Фейгина, общее движение подпочвенных вод Царскосельского плато направляется с 3 на В, тогда как падение геологических слоев идет на Ю, а частью даже и на З. Геологические условия обуславливают также характер и степень минерализации грунтовых вод. При этом замечено, что в этом отношении влияние оказывает химико-петрографический состав лишь водоносной породы, а не вышележащих. Так, часто наблюдалось, что грунтовые воды, залегающие под лёссом — породой весьма богатой углекислой известью — содержат ее чрезвычайно мало (Никитин и др.), и, наоборот, иногда бывают богаты солями сернокислыми и хлористыми, процент которых в лёссе невелик (Соколов, Топоров и др.).

Рельеф местности. Верхняя поверхность (скатерть) грунтовых вод соответствует, в общем, рельефу местности, лишь в более сглаженной форме, т. е. повышается к водоразделам и падает к долинам (см. фиг. 4).

Фиг. 4. Грунтовые воды города Мюнхена.

Это падение, называемое «депрессионным», тем значительнее, чем круче склон, и напоминает собой воронки, образующиеся вокруг скважины или колодца, из которых производится откачка. Вероятно, во многих случаях депрессионное падение уровня грунтовых вод обусловлено своего рода откачивающей деятельностью источников, испарением и т. п. Напр., канализационные работы у Киля, в окрестностях Рендсбурга и др. местах (перерезался водоносный горизонт), всегда вызывали резкое понижение грунтовых вод во всей прилегающей местности (Гааз). Этот же дренаж вызывает и вышеупомянутое движение воды в сторону долин. Данное явление наблюдается не только в местностях, выстланных глинистыми породами, но и в чисто песчаных, каковы, например, дюнные побережья Остенде, Гаскони (см. фиг. 5), Голландии и т. п.

Фиг. 5. Грунтовые воды гасконского побережья, близ Аркашона.

Здесь грунтовые воды имеют волнообразную поверхность, вполне отвечающую формам дюнных гряд (Добрэ, Фан-Эртборн, Ферстретен и др.). По-видимому, и мелкие детали рельефа способны оказывать влияние на режим грунтовых вод. Так, Измаильский констатировал под так назыв. степными воронками Полтавской губ. более высокое стояние грунтовых вод, чем на ровной степи. Он полагает даже, что эти воронки суть одни из немногих пунктов, где вообще возможно просачивание атмосферной влаги до уровня подпочвенных вод (просачивание на ровной и голой степи он отрицает).

Растительность , особенно лесная, оказывает большое влияние на уровень грунтовых вод. Так, недавние гидрологические работы в губерниях Воронежской, Херсонской, С.-Петербургской и др. показали, что при прочих равных физико-географических условиях, уровень более или менее близких к поверхности (до 8 — 9 саж.) грунтовых вод в лесах всегда ниже, чем на соседних полях и даже на значительных полянах среди леса (см. фиг. 6), явление выражается иногда чрезвычайно резко.

Фиг. 6. Грунтовые воды Шипова леса, Воронежской губернии. Кол. 7 — на ровной степи; скв. 4 — в полувырубленном лесу; скв. 5 — в густом лесу.

Напр., в одном пункте Шипова леса понижение водоносного горизонта достигла 10 метров на протяжении всего 32 метров. При этом нередко понижение уровня шло в сторону, противоположную общему падению местности. Подобные же факты наблюдались также во Франции (в Ландах), в Италии (при осушении Понтийских болот) и в Германии (новейшие опыты Вольни). Все они доказывают, что, вопреки общераспространенному мнению, лес, благодаря своей сильной испаряющей деятельности, действует иссушающим образом на грунт и понижает грунтовые воды.

Роль животных в жизни грунтовых вод мало изучена. Однако, a priori необходимо допустить, что по глубоким ходам копающих животных (так назыв. кротовинам и т. п.) атмосферные осадки могут непосредственно просачиваться до водоносного горизонта. По наблюдениям Высоцкого в Екатеринославской губ., в некоторых пунктах грунт пронизан множеством вертикальных ходов дождевых червей, идущих чрезвычайно глубоко, местами — до уровня грунтовых вод.

Поверхностные воды , реки, моря, озера и др. бассейны, играют чрезвычайно важную роль в режиме грунтовых вод, когда уровень последиих совпадает и соприкасается с уровнем названных бассейнов. В таком положении находится большинство П. вод аллювиальных речных долин. Ритм колебаний их вполне совпадает в районе, прилегающем к месту соприкосновения; по мере удаления от реки или иного бассейна влияние заметно ослабевает, и, наконец, ход колебания уровня грунтовых вод уже подчиняется иным факторам. Чрезвычайно поучительный пример такого влияния приводит Сойка. На водоразделе между. Рейном и Иллем в 1874 г. был заложен ряд наблюдательных колодцев, колебания уровня воды в которых изображены на прилагаемой диаграмме (фиг. 7).

Здесь отчетливо видно, как влияние обеих рек растет по мере приближения к ним. Сущность происходящего в подобных случаях явлевия состоит не в том, что поднявшиеся воды реки и т. п. обогащают собой грунтовый водоносный ярус, а главным образом, в явлении так наз. «подпора»: поднявшиеся воды закупоривают истоки грунтовых вод в долину и, в то же время, производят боковое давление. Так, по многократным наблюдениям над влиянием океанических приливов и отливов на прибрежные грунтовые воды, оказывается, что морская вода, подымая уровень последних, не осолоняет их (Ферстретен, Уле и др.). Чертеж 8-й показывает взаимное соотношение между пресными грунтовыми и солеными морскими водами у Остенде, по данным Ферстретена.

Фиг. 8. Грунтовые воды близ Остенде. П — песок; ПВ — пресная вода; МВ — морская вода; Н — глинистый нанос.

III. Значение П. вод. Это те именно воды, которыми питается значительная часть населения земного шара, либо непосредственно — из колодцев, ключей и пр., либо косвенно — из рек, озер и др водоемов, питаемых и регулируемых, главным образом, грунтовыми водами. Как показад Леваковский и др., то или иное их залегание, их дебит, режим и химический состав прямо, иногда чрезвычайно резко, обусловливают характер расселения в данной местности, приемы и типы сельского хозяйства и промышленности, известные экономические отношения, словом, до известной степени, отражаются почти на всех сторонах быта населения. Пустыни Азии и Африки, безлюдные участки остальных частей света в значительной степени обязаны своим безлюдьем сильной углубленности или негодности грунтовых вод. Гидрологические исследования в губерниях Херсонской, Полтавской, Екатеринославской и друг. показывают, что густота населения в них совпадает с лучшей водоносностью местности. Не только мелкие селения, но и значительная часть больших городов, даже столиц, утилизирует грунтов. воды для своего водоснабжения (о гигиенич. значении почв. вод см. выше). Техника также нередко пользуется ими при фабричной обработке продуктов, в качестве орудия производства. Для сельского хозяина гидрологические условия его земли чрезвычайно важны. При неглубоком залегании, не глубже 1 — 3 м, в силу капиллярности, гр. вода может непосредственно влиять на производительность почвы. Как известно, наибольшим плодородием отличаются всевозможные долины благодаря обычной близости здесь грунтовых вод. Чаще же эти последние, при благоприятных условиях, служат для мелиорации почв, путем искусственного орошения. Очень поучительна в этом отношении, напр., Ломбардская низменность. Залегая на глубине 2-3 метров и находясь притом под некоторым напором, грунтовые воды здесь выводятся наружу посредством так назыв. fontanili, т. е. широких деревянных труб или бездонных бочек, опускаемых в грунт до уровня воды, которая и вытекает наружу, давая, в среднем, 120 литров в секунду. Такие фонтанили, имея minimum температуры 8 — 9°, позволяют культивировать растения даже зимой и получать богатый урожай. Наконец, грунтовые воды — чрезвычайно важный геологический деятель, как фактор изменения рельефа (пластики) и стратиграфии земной коры. Выщелачивые горные породы и отлагая выщелочный материал где-нибудь на поверхности, грунтовые воды образуют, с одной стороны, разного рода пустоты и провалы (см.), а с другой — нагромождают подчас громадные холмы туфовидного материала. Далее этот же процесс химического и механического выноса ведет к образованию всевозможных обвалов (см.), оползней (см.) и т. п.

Литература. A. Daubré e, «Les eaux soulerraines а l’ é poque actuelle» (т. I, П., 1887); A. Nowak, «Vom Ursprunge der Quellen» (Прага, 1879); И. Леваковский, «Воды России по отношению к ее населению» (Харьков, 1890); J. Soyka, «Die Schwankungen des Grundwassers mit besonderer Ber ücksichtigung der mitteleuropäischen Verhä ltnisse» (B., 1888); H. Haas, «Quellenkunde» (Лпц., 1895). Кроме того, краткие общие соображения о происхождении и жизни почвенных вод приведены у И. Мушкетова: «Физическая геология» (т. II); у С. Никитина, «Бассейн Оки» и др., а также в руководствах по гигиене и гидротехнике. Из последних наиболее обстоятельно сочинение Lueger’a: «Wasserversorgung der St ä die» (1892—97). С начала 1898 г. в Дрездене издается специально гидрологический журнал: «Zeitschrift f ü r Gewдsserkunde», в котором изучению грунтовых вод отведено широкое место.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон . 1890—1907 .

Источник